[发明专利]一种低碳高强度结构钢用气体保护焊实心焊丝

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，主要涉及一种低碳高强度结构钢用气体保护焊实心焊丝。

背景技术

低合金高强度钢是一种具有优异的低温冲击韧性、高强度的钢材，可减轻结构重量、提高结构的安全性，降低材料消耗，特别适用于工程机械、煤矿机械、桥梁建设等行业。但目前在60公斤及以上强度级别的低合金高强钢结构上使用的实心焊丝，实际施焊时往往容易出现裂纹倾向，从而影响焊接质量；为了减小裂纹倾向，在焊接操作时需将母材先预热之后再进行施焊，尽管如此仍然不能完全避免裂纹倾向的产生。此外，这类焊丝中含有较多的金属镍和金属钼，镍和钼属于稀缺的金属资源，既增加了焊丝的制造成本又浪费了宝贵的资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于60公斤及以上强度级别的低合金高强度结构钢用气体保护焊实心焊丝。

本发明焊丝由以下质量分数的组分组成：C：0.05%～0.10%, Mn：1.30%~1.90%，Si:0.50%~1.00%，Cr:0.30%~0.60%，Ti:0.05%~0.18%，B:0.002%~0.010%，V:0.010%~0.070%，Cu:0.10%~0.40%，S:≤0.025%，P:≤0.025%，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，不可避免的杂质含量小于等于Fe含量的0.01%；各组分质量之和为100%。

 本发明焊丝制备采用行业内通用的常规生产制造工艺，没有特殊要求。按上述比例取各组分混合均匀后，经电炉冶炼，锻造、热轧、退火、拔丝、镀铜、缠轴、包装等工序，即得到焊丝。

本发明焊丝通过采用CO₂气体或80%Ar+20%CO₂混合气体两种气体保护方式施焊，可以达到不同的抗拉强度级别，满足不同强度级别钢结构的焊接要求。采用CO₂气体保护焊接时，所得熔敷金属的力学性能达到抗拉强度60公斤级钢结构焊接要求；采用80%Ar+20%CO₂混合气体保护焊接时，所得熔敷金属的力学性能达到抗拉强度70公斤级钢结构焊接要求。

本发明焊丝适用于焊接相应强度级别的高强钢结构的焊接，可广泛用于工程机械、煤矿机械、桥梁建设等行业。

本焊丝中各种元素的主要作用：   

C是保证强度的重要因素，过高的C在焊缝中也是致脆元素，随着C含量的增加会促进高碳马氏体的形成，严重影响焊缝金属的抗裂性能和冲击韧性，所以在焊丝中要严格控制碳的含量，将焊丝中的C含量控制在0.05%~0.10%之间。

Si、Mn作为主要的脱氧元素，适量的Si、Mn可提高熔敷金属的韧性，控制Si含量还可以改善焊接工艺性能，焊丝中的Si含量控制在0.50%~0.90%之间，Mn含量控制在1.30%~1.90%之间。

加入Cr元素，提高焊缝金属的淬透性，抑制先共折铁素体的形成促进针状铁素体的形成，它们的加入可以降低针状铁素体的转变温度，从而使焊缝金属具有较高的抗拉强度，同时还具有良好的低温冲击韧性。将焊丝中的Cr含量控制在0.30%~0.60%之间。           

少量的Cu不仅可以固深强化焊缝金属，而且提高了焊缝金属的耐腐蚀性能，但 Cu元素含量过高会降低焊接的电弧稳定性，并在焊接中易产生高温裂纹，因此将焊丝中的Cu含量控制在0.10%~0.40%之间。。   

S、P作为杂质元素，含量偏高时会严重影响焊缝金属的韧性，应尽量降低。                 

本发明的优点和特点：

1. 本发明焊丝通过采用CO₂气体或80%Ar+20%CO₂混合气体两种气体保护方式施焊，可以达到不同的抗拉强度级别，满足不同强度级别钢结构的焊接要求。

2. 本发明焊丝不含贵重的金属镍和金属钼元素，降低了产品的生产成本，同时节约了宝贵的稀有资源。

3.本发明焊丝 通过少量添加Ti、V、B元素和控制其比例，使晶粒细化，提高焊缝金属的韧性，减小焊接飞溅，改善了焊接操作工艺。

4.本发明焊丝具有良好的性能，焊缝金属的强度及韧性得到提高，焊接操作工艺得到改善，减少了施焊后的裂纹倾向，降低了施工难度。

5.生产成本低廉。

具体实施方式

为了理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。

实施例1    制备本发明焊丝